一种可伸缩的植保无人机机臂装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种可伸缩的植保无人机机臂装置，包括：机臂，所述机臂包括外臂和内臂，所述外臂内设有容腔，所述容腔沿所述外臂的轴向延伸设置，所述内臂的一端沿所述外臂的轴向可伸缩的插设于所述容腔内，另一端连接有喷头；所述机臂活动连接于机身；第一驱动电机，所述第一驱动电机驱动内臂进行轴向运动；伸缩机构，所述伸缩机构设置于机臂上方，连接机身和机臂，所述伸缩机构连接有第二驱动电机，所述第二驱动电机通过控制伸缩机构的伸缩来调节机臂上下转动角度。伸缩和向上折叠最大程度的减小无人机的横向宽度，实现狭窄路径上的药物喷洒并减少无人机与植被的碰撞，且折叠后倾斜的喷头不减小甚至扩大植保无人机喷洒范围，应用范围更广泛。

A retractable arm device of plant protection UAV

【技术实现步骤摘要】
一种可伸缩的植保无人机机臂装置
本技术涉及植保无人机
，更具体地，涉及一种可伸缩的植保无人机机臂装置。
技术介绍
植保无人机是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机，主要是通过地面遥控来控制植保无人机飞行，来实现喷洒药剂作业。在日常使用中，为了方便运输植保无人机，一般在机臂上加上折叠件，以减小植保无人机的体积。折叠件经过长时间的使用，折叠部位就会出现磨损，久而久之就会变得松动，从而导致植保无人机在飞行过程中出现震动现象。为了减小无人机体积、避免无人机的折损，无人机伸缩臂得到广泛应用。伸缩臂除了应用至无人机的收放折叠外，伸缩臂还应用至植保无人机的飞行中，在植保无人机飞行过程中，水平设置的伸缩臂进行水平伸展，从而在同等飞行高度下扩大喷洒范围；在降落时内臂缩回外臂内，方便无人机的收放、运输。现有技术中，无人机的伸缩臂虽然能减小无人机体积，但同时也减小了药剂喷洒范围，不能实现无人机减小体积、扩大喷洒范围同时实现的效果。此外，现有技术中的伸缩臂为了实现伸缩过程的稳定飞行，伸缩臂的外臂设置为较大长度，即使内臂缩回外臂中，无人机左右机臂末端之间仍具有非常大的距离，使得无人机仍占有较大体积；带有该类伸缩臂的植保无人机在经过植物之间的狭窄空间时，无人机的旋翼容易碰撞到植物，从而导致无人机的损坏或飞行路径上的植物被割伤。
技术实现思路
本技术旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种可伸缩的植保无人机机臂装置，在植保无人机喷洒药剂的飞行过程中能达到减小体积的同时不缩减喷洒范围甚至扩大喷洒范围，同时，本无人机的伸缩机臂装置有效减小无人机收缩或展开状态下的横向宽度，在飞行过程中实时调整机臂转动角度，从而在狭窄的路径上也能飞行并对下方植物进行喷洒。本技术采取的技术方案是，一种可伸缩的植保无人机机臂装置，所述机臂装置包括：机臂，所述机臂包括外臂和内臂，所述外臂内设有容腔，所述容腔沿所述外臂的轴向延伸设置；内臂，所述内臂的一端沿所述外臂的轴向可伸缩的插设于所述容腔内；所述内臂和外臂共同组成伸缩机臂，所述内臂的一端限定在外臂中，另一端外露于外臂连接有喷头。所述喷头用于喷洒药液，在无人机向上转动的同时，喷头位置无需变化即可实现倾斜的喷洒药剂，避免横向宽度缩减后药剂喷洒范围减小的情况，同时实现了缩小无人机体积，保持或扩大喷洒面积的效果。活动连接件，所述外臂通过活动连接件连接机身，所述活动连接件用于机臂进行上下转动；活动连接件一侧安装于机身，另一侧滑动安装于外臂表面或外臂内；所述机臂只能从水平状态向上转动或从上转动至水平状态。第一驱动电机，所述第一驱动电机驱动内臂在外臂容腔内进行轴向运动；所述第一驱动电机通过机械传动方式，如齿轮和齿带和/或齿条和/或履带，控制内臂在外臂的轴向上运动。伸缩机构，所述伸缩机构设置于机臂上方，连接机身侧面和机臂表面，所述伸缩机构连接有第二驱动电机，所述第二驱动电机通过控制伸缩机构的伸缩来调节机臂上下转动角度。所述伸缩机构为伸缩杆，所述伸缩杆的一端固定于机身一侧，另一端固定在该侧对应的机臂上；即所述伸缩杆包括内杆和外杆，内杆一端可伸缩的插设于外杆中，另一端固定在机身上，在伸缩过程中内杆不会经过外杆的一端固定于外臂上；或者上述伸缩杆固定安装的两端相互调换固定位置。默认状态下，所述伸缩机构伸展至最大长度，机臂处于水平状态；伸缩机构进行收缩后对机臂产生斜向上的拉力，从而控制机臂转动，通过伸缩机构收缩的长度间接的控制机臂向上转动的角度。所述第一驱动电机、第二驱动电机分别连接有第一驱动板、第二驱动板，所述第一驱动板、第二驱动板接收相同或不同的控制信号，当第一驱动板、第二驱动板接收相同的控制信号时，在缩短信号下，第一驱动器接收信号将内臂缩至外臂中，第二驱动器接收相同信号，伸缩机构进行收缩，实现机臂收缩的同时向上折叠，最小化无人机的横向宽度。在伸展信号下，伸缩机构伸展，机臂由上向水平状态转动，同时，内臂向外伸展。当第一驱动板与第二驱动板接收不同的控制信号时，即单独控制时，能够实现机臂转动控制与机臂伸缩控制的分离，获得多种伸缩状态，如机臂伸展状态下的向上折叠，该状态能使药剂喷洒更高，除此之外还有如机臂收缩状态下的水平放置等变化状态，多种伸缩状态使得应用该伸缩机臂装置的无人机应用范围更加广泛。所述机臂装置还包括辅助调节装置，所述辅助调节装置为第一齿轮，所述第一齿轮水平设于机身与机臂的连接处，第一齿轮轴心与机臂轴心垂直，优选的，所述第一齿轮设置于机身与外臂的连接处，但安装于活动连接件的上方；所述外臂在与机身连接的一侧设有第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合，所述外臂通过第二齿轮围绕第一齿轮进行转动。在伸缩机构收缩伸展时，外臂通过齿轮作为支点进行转动能够较为流畅的转动；优选的，所述第一齿轮设有刻度，根据实际转动角度设置对应刻度，能够直观的了解到机臂的转动情况。所述第二齿轮为不可转动齿轮，为了防止第二齿轮转动引起的打滑，即机臂发生转动角度偏离；所述第一齿轮连接有第三驱动电机，所述第三驱动电机控制第一齿轮转动，所述第一齿轮顺时针旋转时，所述固定齿轮由于不能旋转，由此对外臂产生向上转动的力矩；当第一齿轮逆时针转动时，对外臂产生向下转动的力矩，使外臂恢复至水平状态；所述第一齿轮能够协助伸缩机构转动机臂，从而减小伸缩机构驱动机臂转动所需的力矩；同时，在转动角度上实现更准确的控制；所述第三驱动电机怠机状态下，第一齿轮不可转动，避免了因齿轮滑动而引起的转动角度偏移；同时，在第一、第二齿轮均无法转动的状态下，所述外臂仍能通过伸缩机构进行转动。所述第三驱动电机为步进电机，连接有第三驱动板，第三驱动板接收信号后控制步进电机进行微细的第一齿轮转动控制。优选的，第三驱动板接收与第二驱动板相同的控制信号，实现辅助转动功能。所述外臂向上转动，且向上转动的角度范围为0°至60°之间，为了无人机本身的稳定飞行，无人机的旋翼之间应保留一定距离，避免气流相互扰乱，达到机臂收缩折叠的同时能够平稳飞行的效果。所述第一驱动电机、第二驱动电机为步进电机，采用步进电机能够更精准的控制伸缩长度，从而在机臂的伸缩和转动上都达到精准控制。所述活动连接件包括链条或铰链或履带，所述活动连接件一端固定于机身，另一端滑动连接于外臂，有助于外臂进行上下方向的转动，避免直接焊接或钢板固定连接导致的外臂无法转动。优选的，所述外臂长度大于内臂长度，外臂剩余容腔有助于容纳其他传动部件，且内臂长度小于外臂长度有助于减小缩短状态时的机臂长度，进一步减小无人机体积。所述伸缩机构通过转轴与机身连接，所述伸缩机构与机身通关转轴连接，增加伸缩机构的灵活性，减小伸缩机构伸缩拉动外臂时的折损。优选的，所述外臂和内臂均采用碳纤维材料组成，碳纤维具有结构强度大、重量轻等特点，采用碳纤维既能确保强度又能减轻重量。优选的，所述第一驱动电机通过机械传动控制内臂的轴向运动，通过机械传动能够减小加工难度，只需要利用电能转化为机械能即可实现机臂的伸缩、折叠变化，有利于减少成本。与现有技术相比，本技术的有益效果本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可伸缩的植保无人机机臂装置，其特征在于，所述装置包括：/n机臂，所述机臂包括外臂和内臂，所述外臂内设有容腔，所述容腔沿所述外臂的轴向延伸设置，所述内臂的一端沿所述外臂的轴向可伸缩的插设于所述容腔内，另一端连接有喷头；/n活动连接件，所述外臂通过活动连接件连接机身，所述活动连接件用于机臂进行上下转动；/n第一驱动电机，所述第一驱动电机驱动内臂在外臂容腔内进行轴向运动；/n伸缩机构，所述伸缩机构设置于机臂上方，连接机身侧面和机臂表面，所述伸缩机构连接有第二驱动电机，所述第二驱动电机通过控制伸缩机构的伸缩来调节机臂上下转动角度。/n

【技术特征摘要】
1.一种可伸缩的植保无人机机臂装置，其特征在于，所述装置包括：
机臂，所述机臂包括外臂和内臂，所述外臂内设有容腔，所述容腔沿所述外臂的轴向延伸设置，所述内臂的一端沿所述外臂的轴向可伸缩的插设于所述容腔内，另一端连接有喷头；
活动连接件，所述外臂通过活动连接件连接机身，所述活动连接件用于机臂进行上下转动；
第一驱动电机，所述第一驱动电机驱动内臂在外臂容腔内进行轴向运动；
伸缩机构，所述伸缩机构设置于机臂上方，连接机身侧面和机臂表面，所述伸缩机构连接有第二驱动电机，所述第二驱动电机通过控制伸缩机构的伸缩来调节机臂上下转动角度。


2.根据权利要求1所述的一种可伸缩的植保无人机机臂装置，其特征在于，所述第一驱动电机、第二驱动电机分别连接有第一驱动板、第二驱动板，所述第一驱动板、第二驱动板接收相同或不同的控制信号。


3.根据权利要求1所述的一种可伸缩的植保无人机机臂装置，其特征在于，所述装置还包括辅助调节装置，所述辅助调节装置为第一齿轮，所述第一齿轮水平设于机身与机臂的连接处，第一齿轮轴心与机臂轴心垂直；所述外臂在与机身连接的一侧设有第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合，所述外臂通过第二齿轮围绕第一齿轮进行转动。


4.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐宇，高贝贝，周洵乐，崔东俊，骆少明，侯超钧，庄家俊，褚璇，苗爱敏，郭琪伟，陈亚勇，陈家政，高升杰，朱耀宗，程至尚，
申请(专利权)人：仲恺农业工程学院，
类型：新型
国别省市：广东;44